CN102201781A - 监测电机控制电路的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机控制电路，包括经由DC母线电连接到逆变器电路的电能存储装置，逆变器电路经由交流电路连接到电机。在功率母线之间连接有容性旁路电路。监测通过容性旁路电路流到底盘接地的电流。当通过容性旁路电路流到底盘接地的电流超过阈值时故障被确认。

Description

监测电机控制电路的方法和装置
技术领域
本发明涉及电机控制电路，更具体地涉及监测电机控制电路。
背景技术
本部分中的声明仅仅提供与本发明相关的背景信息而不构成现有技术。
电机包括响应施加到相关联的定子上的交流(AC)电功率而旋转的转子。转子可以机械地联接在动力传输装置上以给车辆传动系提供牵引动力。
已知的电压源逆变器包括可将源自高压的能量存储装置的直流(DC)电功率转换为交流(AC)电功率以产生响应操作员请求的牵引动力的整流桥电路和相关联的控制电路。已知的整流桥电路包括MOSFET和IGBT开关器件。电负荷需求可包括目前发生的电负荷和为满足将来电负荷的电池充电。
电压源逆变器使用悬浮的DC母线装置，其中DC输入电压构造成相对于底盘接地是悬浮的。此悬浮可通过使用连接到底盘接地的高阻抗电阻来控制。电容可与高阻抗电阻电并联连接，以便为高频电噪声电流提供低阻抗旁路。在一个实施例中，一半DC母线电压施加在正电功率母线DC(+)与底盘接地之间，一半DC母线电压施加在负电功率母线DC(-)与底盘接地之间。电压源逆变器的AC侧相对于底盘接地悬浮，理论上具有无限大电阻和零电容。
当在电压源逆变器的AC侧的一相发生接地绝缘故障时，与逆变器的开关器件的导通和关断相关联AC电流流过为高频电噪声电流提供低阻抗旁路的电容。如果发生接地绝缘故障，那么与从正电功率母线DC(+)到负电功率母线DC(-)的逆变器的一相电压相关联的AC电流可使得额外的电流流到为高频电噪声电流提供低阻抗旁路的电容。超过电容的容量的AC电流可造成电容故障和相关的逆变器损坏。
已知检测从而防止接地绝缘故障的解决方案包括测量通过与电压源逆变器的AC侧的相相关联的每个电缆的电流并算数求和。在无故障运行的理想系统中，在任意选定时刻测量的电流的总和为零。当发生接地绝缘故障时，测量的电流的总和为非零值。与此解决方案相关联的问题包括与从电流传感装置输出的信号相关联的累积性测量误差。这可能导致整体电流信号中的误差。此外，由于磁和电响应特性和传感器饱和，相电流传感器可能具有带宽/阶跃响应限制。因此可能不能根据关于与逆变器相关联的开关事件的采样测量的时刻检出故障。此外，接地绝缘故障和阻抗的相关改变可包括谐振元件，带有在过零点或接近过零点发生的数据采样。因此，任何故障电流可被混叠出。此外，当阻抗接近零时，任何电流振荡可能在小于采样时间的时间内被阻尼。因此可能不能测量出故障电流。
另一已知的解决方案包括测量正电功率母线DC(+)和底盘接地之间的电压，和测量负电功率母线DC(-)和底盘接地之间的电压以检测接地绝缘故障。与这个已知的解决方案相关联的问题包括信号中的测量误差，其需要被考虑并且经常是累积性的。此外，已知的DC电压传感器可能具有带宽和响应时间测量限制。因此可能不能检出故障。此外，关于故障和相关联的开关事件的测量采样时刻可能导致故障未被记录。此外，故障阻抗可包括谐振元件，带有在过零点或接近过零点发生的数据采样。因此，任何故障电流可被混叠出。此外，当与逆变器相关联的开关周期接近50%占空比时，平均电压可仍然接近预期的水平。因此，可能不能测量出故障电压。
发明内容
电机控制电路包括经由正DC电功率母线和负DC电功率母线与逆变器电路电连接的电能存储装置。逆变器电路经由交流电路电连接到电机。控制电机控制电路的方法包括控制逆变器电路以控制在交流电路和电机之间流动的电流，连续监测流过电连接在正电功率母线和负电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流。容性旁路电路包括电联接到底盘接地的节点。所述方法还包括当流过容性旁路电路的AC电流超过预先确定的阈值时检测与交流电路和电机之一相关联的故障，并响应于检测的故障而控制逆变器电路以中断在交流电路和电机之间流过的电流。
本发明还涉及以下技术方案。
1. 一种控制电机控制电路的方法，所述电机控制电路包括经由正DC电功率母线和负DC电功率母线电连接到逆变器电路的电能存储装置，所述逆变器电路经由交流电路电连接到电机，所述方法包括：
控制所述逆变器电路以控制在所述交流电路和所述电机之间流过的电流；
连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流，所述容性旁路电路包括与底盘接地电联接的节点；
当流过所述容性旁路电路的所述AC电流超过预先确定的阈值时检测与所述交流电路和所述电机中之一相关联的故障；和
响应于检测到的故障，控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流。
2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，连续监测AC电流包括峰值保持电流监测以连续监测流过所述容性旁路电路的所述AC电流以确定流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值。
3. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，检测与所述交流电路和所述电机中之一相关联的故障包括流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值超过所述阈值。
4. 根据技术方案3所述的方法，其特征在于，控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流包括控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流以预先确定的故障缓解时间段。
5. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流包括连续监测用于监测流过所述容性旁路电路的AC电流的电流换能器的信号输出。
6. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的所述电流包括流过所述容性旁路电路的旁路电阻的AC电流。
7. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的所述电流包括流过电连接到所述底盘接地的所述容性旁路电路的所述节点的AC电流。
8. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的AC电流包括连续监测用于监测流过所述容性旁路电路的AC电流的Rogowski电流换能器的信号输出。
9. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，当流过所述容性旁路电路的所述AC电流超过预先确定的阈值时检测与所述交流电路和所述电机中之一相关联的故障包括检测与所述交流电路和所述电机中之一的接地绝缘相关联的故障。
10. 一种监测经由交流电路与多相电机电连接的逆变器电路的电接地绝缘的方法，所述逆变器电路包括与正DC电功率母线和负DC电功率母线之间的整流桥电路并联电连接的容性旁路电路，所述方法包括：
将所述容性旁路电路电连接到底盘接地；
控制所述整流桥电路以控制流到所述多相电机的交流电流；
连续监测通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的AC电流的幅值；和
当通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的所述AC电流的幅值超过预先确定的阈值时检测与所述逆变器电路、所述AC电路和所述多相电机中之一相关联的接地绝缘故障。
11. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，连续监测通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的AC电流的幅值包括连续监测电流换能器的信号输出。
12. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，连续监测所述电流换能器的信号输出包括连续监测Rogowski电流换能器的信号输出。
13. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述方法包括控制所述逆变器电路的所述整流桥电路以响应于所述检测到的接地绝缘故障中断所述交流电路和所述多相电机之间流过的电流。
14. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述方法包括当通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的所述AC电流的峰值超过所述预先确定的阈值时检测与所述逆变器电路和所述多相电机相关联的接地绝缘故障。
15. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当检测到接地绝缘故障时控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述多相电机之间流过的交流电流以预先确定的故障缓解时间段。
16. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，监测通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的所述AC电流的幅值包括监测通过所述容性旁路电路的旁路电阻装置的AC电流。
17. 一种控制电机控制电路的方法，所述电机控制电路包括经由正DC电功率母线和负DC电功率母线电连接到逆变器电路的电能存储装置，所述逆变器电路经由交流电路电连接到电机，所述方法包括：
控制所述逆变器电路以控制在所述交流电路和所述电机之间流过的电流；
连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流，所述容性旁路电路电连接到底盘接地；
通过峰值保持电流监测器来检测流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值；和
当流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值超过预先确定的阈值时检测与所述逆变器电路和所述电机相关联的接地绝缘故障。
附图说明
现在将参考附图用例子的方式描述一个或多个实施例，其中：
图1示意性地图示了根据本发明的电机控制电路，其包括构造成传输来自高压电能存储装置的高压直流(DC)电功率并将其转换为传输给电机的高压交流(AC)电功率的逆变器电路；
图2显示了根据本发明的电路的示意图，其包括信号连接到峰值保持监测电路的AC电流换能器；和
图3示意性地图示了根据本发明的电机控制电路，其包括构造成传输来自高压电能存储装置的高压直流(DC)电功率并将其转换为传输给电机的高压交流(AC)电功率的逆变器电路。
具体实施方式
现在参考附图，其中，附图仅仅是为了图示某些示例性实施例而不是为了限制它，图1示意性地图示了电机控制电路，其包括构造成传输来自高压电能存储装置15（例如电池）的高压直流(DC)电功率并将其转换为传输给电机10的高压交流(AC)电功率的逆变器电路30。高压电能存储装置15经由正直流(DC)电功率母线40和负直流(DC)电功率母线45电连接到逆变器电路30。逆变器电路30经由包括导线线束的AC电路32与电机10电连接，导线线束包括多个电缆34A、34B和34C，其中电缆34A、34B和34C与多相电机10的相电连接。相电流传感器36构造成检测从而监测流过相应的电缆34的电流。在一个实施例中，相电流传感器36监测通过三条电缆中的两条（例如电缆34A、34B）的电流。在这个实施例中，通过三条电缆中的第三条（例如电缆34C）的相电流可根据测量的通过电缆34A、34B的相电流和AC电流换能器70推断，如下文所述。备选地，相电流传感器36可监测通过全部三条电缆（例如电缆34A、34B和34C）的电流。
电机10优选地包括多相同步AC电机，其包括定子和与定子磁耦合的转子。如所描述的，多相电机10是具有电相A、B和C的三相电机。备选地，电机10可包括多个多相装置中的任意一种，例如，两相、四相、五相装置和半相电机。在一个实施例中，电机10构造成产生经由转子传输到车辆动力系的转矩。
逆变器电路30包括整流桥电路35。整流桥电路35与多相电机10的A、B和C各相电连接。整流桥电路35包括多个开关器件37，其显示为与图示的多相电机10的对应的相A、B、C相关联三对开关器件37。各开关器件37优选地包括具有低导通阻抗（例如数量级是毫欧姆）的半导体器件。一个示例性的开关器件37包括场效应晶体管器件。在一个实施例中这可以是MOSFET器件。备选地，开关器件37可包括IGBT器件，JFET器件和其它器件。各对开关器件37构造成控制电功率在正DC电功率母线40、与多相电机10的相A、B、C中的一相相关联的AC电路32的多个电缆34A、34B和34C中的一个、和负DC电功率母线45之间流动。控制模块20包括开关控制电路以控制各开关器件37的导通和关断。
逆变器电路30包括电阻旁路电路50，其包括在正DC电功率母线40和负DC电功率母线45之间电串联的第一和第二高阻抗电阻52和54。在第一和第二高阻抗电阻52和54之间的结点56与底盘接地25电连接。高压能量存储装置15与正DC电功率母线40和负DC电功率母线45电连接，使得DC输入电压相对于底盘接地25是悬浮的，并由第一和第二高阻抗电阻52和54控制。优选地，一半DC母线电压施加在正DC电功率母线40与底盘接地25之间，一半DC母线电压施加在负DC电功率母线45与底盘接地25之间。
逆变器电路30包括容性旁路电路60，其与在正DC电功率母线40和负DC电功率母线45之间的整流桥电路35电并联。容性旁路电路60为高频噪声电流提供低阻抗旁路。在一个实施例中，容性旁路电路60包括与包括多个电容64以形成具有在其间连接的旁路电阻66的H桥电路的电路电并联的第一电容62。电容64是精密电容，优选地具有大小适应在正DC电功率母线40和负DC电功率母线45之间传输的电功率的相等的容值等级。在一个实施例中电容64的规格为2μF，10%，1200V。电容64中的两个和旁路电阻66的第一引脚形成第一节点或结点68，其与底盘接地25电连接。第二结点69在电容64的另外两个和旁路电阻66的第二引脚之间形成。
容性旁路电路60是缓冲电路，旨在抑制正在进行的操作期间的瞬态电压和电流。电压抑制可通过在操作周期的一部分期间在第一电容62和电容64中存储电能和在操作周期的第二部分期间释放电能来完成。优选地，电容62和64的每一个是Y电容以旁路共模电噪声电流。已知的Y电容包括具有自复性质的电介质以抑制和防止通过其的电流泄漏和防止相关联的接地故障。
当故障发生而引起在底盘接地25和逆变器电路30，电缆34A、34B和34C，和电机10中的任何一个之间的电短路时，可检测为AC电流的AC电功率可通过容性旁路电路60流到底盘接地25。电功率流可能以对逆变器电路30，电缆34A、34B和34C，和电机10相关联的一个或多个部件电加热的形式耗散。可在容性旁路电路60中测量通过容性旁路电路60流到底盘接地25的与故障相关联的电流。
AC电流换能器70集成到容性旁路电路60中以连续地且优选地直接测量通过容性旁路电路60流到底盘接地25的电流。在一个实施例中，AC电流换能器70构造成测量通过第一结点68和底盘接地25之间的电流。备选地，AC电流换能器70构造成连续测量通过旁路电阻66在第一结点68和第二结点69之间通过的电流。优选地，AC电流换能器70和相关的测量电路直接集成到用于包括容性旁路电路60的逆变器电路30的电子电路板上。
AC电流换能器70优选地包括印刷在集成电路板上的Rogowski电流换能器，该集成电路板包括连接在第一结点68和底盘接地25之间的电缆可通过的孔。备选地，AC电流换能器70包括Rogowski线圈，其物理上环绕连接第一结点68和第二结点69的旁路电阻66，且其全部包括在印刷线路板(PWB)上。在以上两个实施例中，AC电流换能器70连续测量通过容性旁路电路60流到底盘接地25的AC电流。
包括Rogowski电流换能器的AC电流换能器70连续地产生模拟电压信号，该模拟电压信号直接响应通过容性旁路电路60流到底盘接地25的AC电流的幅值。在一个实施例中，通过AC电流换能器70监测的AC电流变化率诱发在1 mV/Amp范围内的电压信号输出。信号处理电路将基于与AC电流相关联的电压的期望范围调节输出的信号。与信号处理电路联接的AC电流换能器70可测量宽范围的电流而不饱和。此外，在一个实施例中，AC电流换能器70具有宽的带宽，即0.1Hz至17MHz之间的范围，并具有最小衰减。AC电流换能器70与容性旁路电路60电绝缘。在一个实施例中，AC电流换能器70和相关的信号处理电路测量以40,000 A/μS的速率变化的AC电流。
用于监测容性旁路电路60的AC电流换能器70构造成测量AC电流，其与AC电流可能叠加的任何DC电流不相关或干涉。因为容性旁路电路60包括串联连接的电容，当在电机10的操作中没有与电接地绝缘损耗相关联的故障时，有最小的或没有DC电流流到底盘接地25。然而，当故障发生而引起在底盘接地25和逆变器电路30，电缆34A、34B和34C，和电机10中的任何一个之间的电短路时，也即绝缘损耗，AC电流可出现在正DC电功率母线40和负DC电功率母线45中的一个，并将通过容性旁路电路60的电容62、64。
图2示意性地显示了包括与包括复位电路76的峰值保持监测电路75信号连接的AC电流换能器70的电子电路。该示意图是说明性的。峰值保持监测电路75监测从AC电流换能器70输出的AC电流的幅值并检测在正电流方向和负电流方向上的AC电流的最大幅值。峰值保持监测电路75产生信号输出，其与控制模块20的输入连接相连通。控制模块20监测来自峰值保持监测电路75的信号输出。当来自峰值保持监测电路75的信号输出超过预先确定的阈值时，不管是正还是负，控制模块20控制逆变器电路30以中断在AC电路32和电机10之间的电流，从而中断多相电机10的操作。多相电机10的操作优选地中断与故障缓解相关联的预先确定的时间段。控制模块20还发送信号到复位电路76以复位峰值保持监测电路75并开始新的监测循环。当AC电流的最大幅值超过预先确定的阈值时，与AC电路32和多相电机10中的一个相关联的接地绝缘故障被确定。因此，控制模块20能够使用通过监测来自与AC电流换能器70信号连接的峰值保持监测电路75的输出的数字采样检测峰值AC电流。
控制模块、模块、控制器、处理器和类似术语意指一个或多个专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的中央处理单元(优选为微处理器)和相关的存储器和贮存器(只读的、可编程只读的、随机存取的、硬盘驱动器等等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路、和提供所描述功能的其它合适部件中的任何合适的一种或各种组合。控制模块具有一组控制算法，包括存储在存储器内并被执行以提供所需功能的常驻软件程序指令和校准。该算法优选在预设循环周期期间执行。算法诸如通过中央处理单元执行，并可操作成监测来自传感装置和其它网络控制模块的输入，以及执行控制和诊断程序以控制致动器的操作。循环周期可定期执行，例如在正在进行的发动机和车辆操作期间每隔3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。可选地，算法可响应于事件的发生执行。
包括整流桥电路35，电阻旁路电路50和容性旁路电路60的逆变器电路30均可以分离元件的组件或优选地以专用集成电路(ASIC)实现。
逆变器电路30的故障可定位和隔绝于构造成传输来自高压能量存储装置15的高压DC电功率并将其转换为传输给电机10的高压AC电功率的电路中的具体一个。这包括选择性地导通，也即重复地开关逆变器电路30的开关器件37，并结合相电流传感器36使用AC电流换能器70监测电流，并且还监测正DC电功率母线40和负DC电功率母线45上的电压。
如果没有故障，没有电流被检测到通过AC电流换能器70。如果故障已经清除，也即当前不再有，没有电流将被检测到通过AC电流换能器70。如果在电路35中有故障，但在与导通的开关器件37相关联的电路中没有故障，那么带有低频信号的小电流可被检测到通过AC电流换能器70。如果在电路35中和与导通的开关器件37相关联的电路中有故障，那么带有高频信号的大电流可被检测到通过AC电流换能器70。如果故障与正DC电功率母线40和负DC电功率母线45中的一个相关联，那么可通过监测在正DC电功率母线40和底盘接地25之间的电压和监测在负DC电功率母线45和底盘接地25之间的电压以检测底盘接地25绝缘的故障，从而检测出接地故障。
图3示意性地图示了电机控制电路的另一实施例，其包括构造成传输来自高压能量存储装置15的高压DC电功率并将其转换为传输给电机10的高压AC电功率的逆变器电路30。高压能量存储装置15经由正DC电功率母线40和负DC电功率母线45电连接到逆变器电路30。逆变器电路30经由包括导线线束的AC电路32与电机10电连接，导线线束包括多个电缆34A、34B和34C，其中电缆34A、34B和34C与多相电机10的各相电连接。相电流传感器36构造成检测从而监测流过三条电缆34中的两条（例如34A和34B）的电流。AC电流换能器70构造成监测通过包括导线线束的AC电路32的电流，导线线束包括与多相电机10的相电连接的多个电缆34A、34B和34C。
在正常的操作期间，逆变器电路30的开关器件37被控制成控制经由正DC电功率母线40和负DC电功率母线45在高压能量存储装置15和电机10之间流动的电流。相电流传感器36监测流过三个电缆34中的两个（例如电缆34A和34B）的电流，AC电流换能器70测量流过AC电路32的所有电缆的总体AC电流。
接地绝缘故障导致流过AC电路32的总的AC电流的偏差，其可用AC电流换能器70’检测出。根据接地绝缘故障的位置，来自相电流传感器36和AC电流换能器70的信号输出可用于检测故障。这包括检测导致在电缆34A、34B和34C中的两条或者更多的共模电流的接地绝缘故障。
本公开已经描述特定的优选实施例及其变型。在阅读和理解了本说明书后，他人可以进行进一步的修改和变型。因此，本公开不限于作为设想用于实现本公开的最佳模式而公开的特定的实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求的范围之内的所有实施例。

Claims (10)

1. 一种控制电机控制电路的方法，所述电机控制电路包括经由正DC电功率母线和负DC电功率母线电连接到逆变器电路的电能存储装置，所述逆变器电路经由交流电路电连接到电机，所述方法包括：
控制所述逆变器电路以控制在所述交流电路和所述电机之间流过的电流；
连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流，所述容性旁路电路包括与底盘接地电联接的节点；
当流过所述容性旁路电路的所述AC电流超过预先确定的阈值时检测与所述交流电路和所述电机中之一相关联的故障；和
响应于检测到的故障，控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续监测AC电流包括峰值保持电流监测以连续监测流过所述容性旁路电路的所述AC电流以确定流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测与所述交流电路和所述电机中之一相关联的故障包括流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值超过所述阈值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流包括控制所述逆变器电路以中断在所述交流电路和所述电机之间流过的电流以预先确定的故障缓解时间段。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流包括连续监测用于监测流过所述容性旁路电路的AC电流的电流换能器的信号输出。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的所述电流包括流过所述容性旁路电路的旁路电阻的AC电流。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的所述电流包括流过电连接到所述底盘接地的所述容性旁路电路的所述节点的AC电流。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的所述容性旁路电路的AC电流包括连续监测用于监测流过所述容性旁路电路的AC电流的Rogowski电流换能器的信号输出。
9. 一种监测经由交流电路与多相电机电连接的逆变器电路的电接地绝缘的方法，所述逆变器电路包括与正DC电功率母线和负DC电功率母线之间的整流桥电路并联电连接的容性旁路电路，所述方法包括：
将所述容性旁路电路电连接到底盘接地；
控制所述整流桥电路以控制流到所述多相电机的交流电流；
连续监测通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的AC电流的幅值；和
当通过所述容性旁路电路流到所述底盘接地的所述AC电流的幅值超过预先确定的阈值时检测与所述逆变器电路、所述AC电路和所述多相电机中之一相关联的接地绝缘故障。
10. 一种控制电机控制电路的方法，所述电机控制电路包括经由正DC电功率母线和负DC电功率母线电连接到逆变器电路的电能存储装置，所述逆变器电路经由交流电路电连接到电机，所述方法包括：
控制所述逆变器电路以控制在所述交流电路和所述电机之间流过的电流；
连续监测流过电连接在所述正DC电功率母线和所述负DC电功率母线之间的容性旁路电路的AC电流，所述容性旁路电路电连接到底盘接地；
通过峰值保持电流监测器来检测流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值；和
当流过所述容性旁路电路的所述AC电流的最大幅值超过预先确定的阈值时检测与所述逆变器电路和所述电机相关联的接地绝缘故障。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103138559A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 西门子（中国）有限公司 一种用于电力系统的控制接地提供电路以及电力系统
CN103166566A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 京都电机器株式会社 三相电动机驱动控制装置
CN103823148A (zh) * 2012-11-15 2014-05-28 福特全球技术公司 混动、电动车辆高压交流系统漏电和接地故障检测电路
CN103941187A (zh) * 2013-01-17 2014-07-23 罗伯特·博世有限公司 识别发电机系统中的电气故障的方法及执行该方法的器具
CN104485829A (zh) * 2014-12-31 2015-04-01 西安龙腾新能源科技发展有限公司 非隔离型全桥逆变器的六开关管电路拓扑及其监测方法
CN107302333A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制电机的方法和设备
CN107306028A (zh) * 2016-04-14 2017-10-31 安德烈·斯蒂尔股份两合公司 识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置
CN107852102A (zh) * 2015-07-21 2018-03-27 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN111313373A (zh) * 2020-03-25 2020-06-19 广州华凌制冷设备有限公司 供电电路、电路故障检测方法、线路板及车载空调器

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010055550A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter, Energieerzeugungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage
US11329589B2 (en) 2012-03-28 2022-05-10 Joy Global Underground Mining Llc Ground fault detection methods on variable frequency drive systems
JP5958373B2 (ja) * 2013-02-06 2016-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両
US20140300303A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 Hamilton Sundstrand Corporation Systems and methods for arc detecting and extinguishing in motors
JP2015002608A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 山洋電気株式会社 ファンモータの制御装置
DE102013212764A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Schmidhauser Ag Stromrichter
CN104569704A (zh) * 2013-10-12 2015-04-29 重庆金美通信有限责任公司 一种直流无刷电机驱动电路故障诊断方法
DE102014202602A1 (de) 2013-11-15 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine
EP3171474B1 (en) * 2014-07-18 2018-12-19 Sony Corporation Isolated dc power supply device
US9966835B2 (en) * 2015-07-29 2018-05-08 Pika Energy, Inc. Detecting ground faults on non-isolated DC systems
US20170272024A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-21 Simmonds Precision Products, Inc. Motor drive, harness, and motor fault detection for a multi-channel electric brake actuator controller
US10596984B2 (en) 2016-10-13 2020-03-24 Ford Global Technologies, Llc Tuned resonance HV interlock
US9973134B1 (en) * 2017-03-07 2018-05-15 GM Global Technology Operations LLC Electrical system with reverse current protection circuit
US10243453B1 (en) * 2017-09-27 2019-03-26 Apple Inc. Common mode noise cancelation in power converters
DE102019217748A1 (de) * 2019-11-18 2021-05-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Ermitteln eines Inverterkurzschlusses Phase-gegen-Masse
DE102019217747A1 (de) * 2019-11-18 2021-05-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Ermitteln eines Inverterkurzschlusses zwischen zwei Phasen
US11366142B2 (en) 2019-11-22 2022-06-21 Schneider Electric USA, Inc. Multi-device current measurement crosstalk compensation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947748A (en) * 1975-02-18 1976-03-30 Eaton Corporation Fault commutation system for static inverters
US20060256488A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Eaton Corporation Medium voltage motor starter including a contactor having motor protection relay functionality
CN101123415A (zh) * 2007-09-27 2008-02-13 广东华拿东方能源有限公司 Igbt逆变器中压电动机斩波式双dsp数字调速系统
CN101529715A (zh) * 2006-10-19 2009-09-09 三菱电机株式会社 功率转换装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05316747A (ja) 1992-05-12 1993-11-26 Hitachi Ltd モータの接地保護方式
US5982136A (en) * 1996-01-18 1999-11-09 International Rectifier Corporation Circuit for sensing current in power trains for motor control
US5945802A (en) * 1996-09-27 1999-08-31 General Electric Company Ground fault detection and protection method for a variable speed ac electric motor
US5883489A (en) * 1996-09-27 1999-03-16 General Electric Company High speed deep well pump for residential use
US5877926A (en) 1997-10-10 1999-03-02 Moisin; Mihail S. Common mode ground fault signal detection circuit
ATE442693T1 (de) * 2000-01-28 2009-09-15 Cummins Generator Technologies Wechselstromerzeugungssystem
US6700214B2 (en) * 2000-02-14 2004-03-02 Aura Systems, Inc. Mobile power generation system
US6700802B2 (en) * 2000-02-14 2004-03-02 Aura Systems, Inc. Bi-directional power supply circuit
US6741060B2 (en) * 2001-04-05 2004-05-25 Delphi Technologies, Inc. Method and system for controlling a permanent magnet machine during fault conditions
US6856137B2 (en) 2002-02-19 2005-02-15 Bae Systems Controls Inc. Ground fault detection system and method
US6850426B2 (en) * 2002-04-30 2005-02-01 Honeywell International Inc. Synchronous and bi-directional variable frequency power conversion systems
US7253584B2 (en) 2002-09-12 2007-08-07 General Motors Corporation Isolated high voltage battery charger and integrated battery pack
US6879053B1 (en) * 2002-10-22 2005-04-12 Youtility, Inc. Transformerless, load adaptive speed controller
US7084602B2 (en) * 2004-02-17 2006-08-01 Railpower Technologies Corp. Predicting wheel slip and skid in a locomotive
US7158393B2 (en) * 2005-03-11 2007-01-02 Soft Switching Technologies Corporation Power conversion and voltage sag correction with regenerative loads
US7227442B2 (en) 2005-04-01 2007-06-05 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Precision printed circuit board based rogowski coil and method for manufacturing same
US7255384B2 (en) * 2005-11-01 2007-08-14 Lear Corporation Vehicle seat that tips and kneels and folds into a stowage well
US7397234B2 (en) * 2005-12-19 2008-07-08 Silicon Laboratories Inc. Current sensor with reset circuit
US7479756B2 (en) * 2006-06-19 2009-01-20 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for protecting a motor drive unit from motor back EMF under fault conditions
US7821251B2 (en) * 2006-12-12 2010-10-26 Silicon Laboratories Inc. Current sensor
JP5474772B2 (ja) * 2007-06-01 2014-04-16 ディーアールエス パワー アンド コントロール テクノロジーズ インコーポレーテッド ３レベル中性点固定変換装置及びその制御方法
US8022710B2 (en) 2008-01-18 2011-09-20 GM Global Technology Operations LLC Methods for common mode voltage-based AC fault detection, verification and/or identification
US7796384B2 (en) * 2008-08-27 2010-09-14 Honeywell International Inc. Hybrid chassis cooling system
CN102804580B (zh) * 2009-06-18 2015-08-05 Abb技术有限公司 用于交换功率的设备
US8635033B2 (en) * 2010-03-05 2014-01-21 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to monitor loss of ground isolation of an electric motor drive circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947748A (en) * 1975-02-18 1976-03-30 Eaton Corporation Fault commutation system for static inverters
US20060256488A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Eaton Corporation Medium voltage motor starter including a contactor having motor protection relay functionality
CN101529715A (zh) * 2006-10-19 2009-09-09 三菱电机株式会社 功率转换装置
CN101123415A (zh) * 2007-09-27 2008-02-13 广东华拿东方能源有限公司 Igbt逆变器中压电动机斩波式双dsp数字调速系统

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103138559B (zh) * 2011-11-29 2016-08-17 西门子（中国）有限公司 一种用于电力系统的控制接地提供电路以及电力系统
CN103138559A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 西门子（中国）有限公司 一种用于电力系统的控制接地提供电路以及电力系统
CN103166566A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 京都电机器株式会社 三相电动机驱动控制装置
CN103166566B (zh) * 2011-12-12 2015-06-17 京都电机器株式会社 涡轮分子泵用三相电动机驱动控制装置
CN103823148B (zh) * 2012-11-15 2019-02-22 福特全球技术公司 混动、电动车辆高压交流系统漏电和接地故障检测电路
CN103823148A (zh) * 2012-11-15 2014-05-28 福特全球技术公司 混动、电动车辆高压交流系统漏电和接地故障检测电路
CN103941187A (zh) * 2013-01-17 2014-07-23 罗伯特·博世有限公司 识别发电机系统中的电气故障的方法及执行该方法的器具
CN104485829A (zh) * 2014-12-31 2015-04-01 西安龙腾新能源科技发展有限公司 非隔离型全桥逆变器的六开关管电路拓扑及其监测方法
CN104485829B (zh) * 2014-12-31 2017-08-01 西安龙腾新能源科技发展有限公司 非隔离型全桥逆变器的六开关管电路拓扑及其监测方法
CN107852102B (zh) * 2015-07-21 2020-04-03 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN107852102A (zh) * 2015-07-21 2018-03-27 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN107306028A (zh) * 2016-04-14 2017-10-31 安德烈·斯蒂尔股份两合公司 识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置
CN107306028B (zh) * 2016-04-14 2020-04-07 安德烈·斯蒂尔股份两合公司 识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置
CN107302333A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制电机的方法和设备
CN111313373A (zh) * 2020-03-25 2020-06-19 广州华凌制冷设备有限公司 供电电路、电路故障检测方法、线路板及车载空调器
CN111313373B (zh) * 2020-03-25 2022-11-29 广州华凌制冷设备有限公司 供电电路、电路故障检测方法、线路板及车载空调器

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